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L'intelligence baigne désormais dans l'irrigation

La télégestion des pivots et rampes d’irrigation s’affine avec l’intégration de nouvelles fonctionnalités comme l’irrigation à dose variable (VRI) et le développement d’outils numériques basés sur l’analyse d’image et l’intelligence artificielle.

Avec les perspectives liées au dérèglement climatique, la valorisation de la ressource en eau est un enjeu majeur pour l’agriculture. Cela passe notamment par l’utilisation d’équipements d’irrigation capables d’apporter l’eau au plus près des besoins de la plante. C’est dans ce but que se sont multipliés ces douze dernières années les dispositifs de pilotage à distance des pivots et rampes. Tous les réglages qui s’effectuaient depuis l’armoire au pied de l’équipement peuvent désormais s’effectuer de n’importe quel endroit et à n’importe quelle heure depuis un ordinateur, un smartphone ou une tablette. Chez la plupart des constructeurs, ces dispositifs de télégestion sont adaptables sur d’anciens pivots de toute marque, grâce notamment à l’emploi du positionnement GPS qui évalue précisément la position du pivot. Un irriguant pourra ainsi équiper l’ensemble de son parc, sans avoir à le renouveler entièrement.

L’offre des spécialistes de l’irrigation est désormais très large, allant du simple système de surveillance des installations, à la plateforme numérique proposant différents modules de gestion. Les solutions Valley 365 de Valley et Smart Pivot de Lindsay en sont les plus récentes illustrations. Outre le pilotage à distance des équipements (rampes, pivots, pompes), ces deux dispositifs de gestion se complètent d’outils numériques qui vont au-delà de l’irrigation, assurant une approche agronomique beaucoup plus globale.

Des plannings d’irrigation issus des algorithmes

Première brique de ces plateformes, la prévision et planification des apports en eau se basent sur les données de la culture renseignées par l’agriculteur, les données météo (prévisions locales et stations météo), ou encore l’état hydrique du sol (sondes). À partir des modèles numériques, l’outil peut ainsi proposer un planning d’irrigation sur plusieurs jours, qui sera validé par l’irrigant.

Autre fonctionnalité récemment apparue sur les pivots (mais aussi sur les rampes) et qui commence à faire ses preuves en France, l’irrigation à dose variable VRI (Variable rate irrigation) permet d’adapter la quantité d’eau apportée en fonction d’une carte de préconisation. On observe différents niveaux de sophistication dans la gestion de la VRI. Principe le plus simple, l’adaptation de la vitesse du pivot selon des zones définies par secteur d’un ou deux degrés, permet de faire varier la dose sur toute la longueur du pivot. Afin d’obtenir une plus grande précision de zonage, la VRI peut disposer en plus d’une gestion de l’ouverture des arroseurs par sections.

Modulation de la dose en eau avec la VRI

Dans cet exemple de mise en œuvre de la VRI, chaque arroseur peut s’ouvrir et se fermer, mais aussi alterner ouverture et fermeture de manière séquentielle pour adapter la dose en eau, le tout en fonction de la culture, du terrain ou de l'obstacle.
Dans cet exemple de mise en œuvre de la VRI, chaque arroseur peut s’ouvrir et se fermer, mais aussi alterner ouverture et fermeture de manière séquentielle pour adapter la dose en eau, le tout en fonction de la culture, du terrain ou de l'obstacle.
© Lindsay

Mais la solution la plus aboutie consiste à ne plus agir sur la vitesse, mais à piloter individuellement l’ouverture et la fermeture des arroseurs (à l’image des buses à pulsation sur les pulvérisateurs), de manière à moduler l’apport en suivant des zones aux formes très variées, typiques des cartes de modulation. On peut imaginer la coupure des arroseurs le long d’un obstacle, ou d’une bordure de parcelle, mais surtout le respect des doses de façon très précise, dans une parcelle au sol très hétérogène. « La VRI impose un surcoût important qui a été en partie compensé pour les premières installations en France, par les aides de l’État à hauteur de 30 à 40 %. Outre des fermes expérimentales, les premiers clients sont des agriculteurs très impliqués dans la modulation au semis et à la fertilisation, qui souhaitent aller jusqu’au bout en modulant leurs apports d’eau », détaille Frédéric Noguier chez Lindsay.

Des pivots sous surveillance des satellites

Mesure de l’indice NDVI à partir d’images satellites, mettant en évidence des zones où la végétation est sous développée, ayant pour origine probable, un arrosage excessif.
Mesure de l’indice NDVI à partir d’images satellites, mettant en évidence des zones où la végétation est sous développée, ayant pour origine probable, un arrosage excessif.
© Valley

Pour aller encore plus loin dans le suivi de l’irrigation, mais également de la culture, les plateformes numériques de Valley et Lindsay intègrent des services basés sur l’analyse d’image. Pour cela, les deux firmes se sont rapprochées de deux start-ups spécialisées dans ce domaine. Lindsay a noué un partenariat avec Taranis, tandis que Valley a racheté Prospera. Ce dernier est à l’origine des services Valley Insights. Basé sur des images satellitaires (résolution de 3 mètres par pixel), l’Irrigation Insights permet une détection précoce des anomalies d’irrigation. « La visualisation de secteurs sous irrigués peut être liée à un problème de vitesse du pivot ou de pression dans la zone concernée, illustre Emmanuel Portier, spécialiste produits technologiques chez Valley-Prospera. Dans le cas de cercles sous irrigués, on peut suspecter des arroseurs bouchés ou défectueux. » Après avoir fait ses preuves aux États-Unis, ce nouveau service arrive en Europe à un tarif d’environ 4,50 euros par hectare.

Des caméras pour scruter la culture

Les caméras haute résolution montées sur le pivot offrent une telle précision qu’il est possible de détecter les bordures de feuilles attaquées par les ravageurs : ici, des pommes de terre touchées par des doryphores.
Les caméras haute résolution montées sur le pivot offrent une telle précision qu’il est possible de détecter les bordures de feuilles attaquées par les ravageurs : ici, des pommes de terre touchées par des doryphores.
© Valley

Seconde solution proposée par Valley, le Plant Insights utilise des caméras haute résolution (précision inférieure au millimètre) installées sur le pivot pour détecter cette fois-ci des anomalies agronomiques. Chaque travée dispose d’une caméra qui analyse une bande de 3 mètres de la culture, à chaque passage de pivot. Ces caméras sont reliées en wifi à un boîtier modem installé à la base du pivot, qui envoie les informations au cloud, où elles sont traitées par les algorithmes. La grande finesse de détection donne accès à un rapport très complet sur la culture : comptage de plants levés, comptage d’adventices, calcul de la couverture foliaire, pourcentage de surface foliaire touchée par les ravageurs ou les maladies, détection des ravageurs, dégâts de gibier, zones de carence… « Ce dispositif très novateur, qui fonctionne indépendamment du pivot, est encore en phase d’amélioration avec des algorithmes s’affinant avec l’acquisition de données. Cinq cultures sont pour l’instant éligibles : maïs, pomme de terre, betteraves, soja et coton. Le Plant Insights est uniquement proposé à la location aux États-Unis à un tarif d’environ 3 500 dollars par an pour un pivot. En Europe, un premier pivot va en être équipé cette année sur une ferme expérimentale en Espagne », précise Emmanuel Portier.

Des pivots truffés de capteurs pour anticiper les pannes

Représentation graphique de l’eau disponible évaluée par l’outil numérique sur les différentes zones du pivot, avec une prévision des besoins d’irrigation.
Représentation graphique de l’eau disponible évaluée par l’outil numérique sur les différentes zones du pivot, avec une prévision des besoins d’irrigation.
© Lindsay

Chez Lindsay, le Smart Pivot réalise également des diagnostics hyper-détaillés de la culture et du fonctionnement de l’installation d’irrigation. Le constructeur utilise les images satellitaires pour l’analyse globale, complétées de capteurs multispectraux et de caméras haute définition embarqués sur le pivot. Il peut également faire appel à un vol de drone pour analyser rapidement une zone incriminée, sans attendre le passage du pivot. « Les premières installations équipées du Smart Pivot seront en test pour la campagne 2022 aux Etats-Unis. Nous avons ensuite pour projet de poursuivre les tests en Europe dès 2023, pour une commercialisation lors de la campagne 2024 », précise Frédéric Noguier.

La maintenance prédictive sur les pivots

Interface du Smart Pivot de Lindsay affichant la détection d’un pneu sous-gonflé sur une tour de pivot, accompagnée d’une alerte sur l’alignement de la tour et l’état du moteur d’entraînement.
Interface du Smart Pivot de Lindsay affichant la détection d’un pneu sous-gonflé sur une tour de pivot, accompagnée d’une alerte sur l’alignement de la tour et l’état du moteur d’entraînement.
© Lindsay

Les plateformes Valley 365 de Valley et Smart Pivot de Lindsay incluent un module de diagnostic du fonctionnement de l’installation. Le suivi continu assuré par différents capteurs autorise une détection précoce des pannes, réduit la durée des immobilisations et donne accès à la maintenance prédictive.

Baptisé Machine diagnostics, le dispositif de Valley est intégré sur tous les panneaux de contrôle Icon 5 et 10 pour la partie information. Il impose par ailleurs d’ajouter des relais sur les tours et des capteurs de pression d'eau. Chaque roue se voit dotée de valves équipées d’un capteur contrôlant la pression du pneu. Sur les pivots équipés d’une transmission X-Tec, caractérisée par des moteurs électriques avec variateur de fréquence, le système peut aussi détecter des problèmes électriques (puissance ou intensité), des anomalies au niveau des moteurs (surchauffe ou vitesse) et des défauts d’alignement.

Le Smart Pivot de Lindsay a aussi la particularité d’intégrer de nombreux capteurs sur les composants du pivot assurant un diagnostic très précis de son fonctionnement. Le système analyse notamment sur chaque tour, la tension électrique, la consommation électrique du moteur, la température du moteur et du réducteur, les vibrations, la pression des pneus…

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